DE102011104292A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems Download PDF

Info

Publication number
DE102011104292A1
DE102011104292A1 DE102011104292A DE102011104292A DE102011104292A1 DE 102011104292 A1 DE102011104292 A1 DE 102011104292A1 DE 102011104292 A DE102011104292 A DE 102011104292A DE 102011104292 A DE102011104292 A DE 102011104292A DE 102011104292 A1 DE102011104292 A1 DE 102011104292A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
pressure
max
electro
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011104292A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr. Müller Karsten
Dirk-Walter Herold
Bernd Spatz
Dieter Holl
Eberhard Schemm
Volker Schüren
Wolfgang Haug
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011104292A priority Critical patent/DE102011104292A1/de
Priority to US14/126,526 priority patent/US9976549B2/en
Priority to CN201280028905.9A priority patent/CN103609016B/zh
Priority to PCT/EP2012/002022 priority patent/WO2012171603A2/de
Publication of DE102011104292A1 publication Critical patent/DE102011104292A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/275—Control of the prime mover, e.g. hydraulic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren (500) zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems vorgeschlagen. Das Verfahren (500) weist einen Schritt des Auswählens (510) eines Werts eines Vorgabedrehmoments in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems auf. Das Verfahren (500) weist auch einen Schritt des Bestimmens (520) eines Ansteuersignals zur Steuerung des Drehmoments des Elektromotors basierend auf einem Solldrehmoment und dem Vorgabedrehmoment auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems sowie auf eine entsprechende Vorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug.
  • In elektrohydraulischen Anlagen werden häufig Druckbegrenzungsventile zum Schutz von Komponenten der Anlage vor Überdrücken eingesetzt. Das gilt auch für Anlagen mit drehzahlvariablen Antrieben mit Druck/Massenstrom-Regelung bzw. -Steuerung (p/Q-Regelung bzw. -Steuerung).
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems und eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Hauptansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    Auswählen eines Werts eines Vorgabedrehmoments in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems; und
    Bestimmen eines Ansteuersignals zur Steuerung des Drehmoments des Elektromotors basierend auf einem Solldrehmoment und dem Vorgabedrehmoment.
  • Das elektrohydraulische System kann Hydraulikleitungen aufweisen, die einen Hydraulikkreis bilden. Mit dem Hydraulikkreis können Komponenten verbunden sein, die über den Hydraulikkreis, genauer gesagt über ein in dem Hydraulikkreis geführtes Fluid, mit Druck versorgt werden. Auch kann das elektrohydraulische System eine in den Hydraulikkreis geschaltete Pumpe, beispielsweise eine variable Pumpe aufweisen. Die Pumpe ist ausgebildet, um das Fluid in dem Hydraulikkreis zu bewegen. Die Pumpe des elektrohydraulischen Systems kann mittels des Elektromotors angetrieben werden. Bei dem Elektromotor kann es sich beispielsweise um einen Synchronmotor handeln. Der Elektromotor kann drehmomentvariabel, drehzahlvariabel und dergleichen sein. Der Elektromotor kann von einer Steuervorrichtung, einer Steuereinheit, einem Steuergerät oder dergleichen gesteuert sein. Das oben genannte Verfahren kann in Verbindung mit der Steuervorrichtung ausgeführt werden. Der aktuelle Druck in dem Hydraulikkreis kann mittels einer Druckerfassungseinrichtung, einem Drucksensor oder dergleichen erfasst werden. Ein den aktuellen Druck repräsentierendes Signal kann von der Steuervorrichtung empfangen werden. Das Vorgabedrehmoment kann eine Begrenzung für das Solldrehmoment des Elektromotors repräsentieren. Der Wert des Vorgabedrehmoments kann in Abhängigkeit von dem aktuellen Druck in dem Hydraulikkreis so ausgewählt werden, dass aus dem Solldrehmoment und dem druckabhängigen Vorgabedrehmoment das Ansteuersignal für den Elektromotor bestimmt wird. Das Ansteuersignal für den Elektromotor kann ein Begrenzungsdrehmoment oder begrenztes Drehmoment repräsentieren, das sich aus einer Kombination des Solldrehmoments und des Vorgabedrehmoments ergibt.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
    eine Einrichtung zum Auswählen eines Werts eines Vorgabedrehmoments in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems; und
    eine Einrichtung zum Bestimmen eines Ansteuersignals zur Steuerung des Drehmoments des Elektromotors basierend auf einem Solldrehmoment und dem Vorgabedrehmoment.
  • In Verbindung mit der Vorrichtung kann das oben genannte Verfahren vorteilhaft ausgeführt werden. Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte des oben genannten Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Insbesondere kann die Vorrichtung Einrichtungen aufweisen, die ausgebildet sind, um je einen Schritt des Verfahrens auszuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorteilhaft gelöst werden. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das ein Drehmoment eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems steuern kann. Bei der Vorrichtung kann es sich somit um eine Steuervorrichtung, ein Steuergerät oder dergleichen handeln. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des oben genannten Verfahrens, wenn das Programm auf der oben genannten Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass ein Ansteuersignal für einen Elektromotor eines elektrohydraulischen Systems basierend auf einer von einem aktuellen Druck in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems abhängigen Vorgabedrehmoment bestimmt werden kann. Das Vorgabedrehmoment kann beispielsweise das durch das Ansteuersignal an dem Elektromotor erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit von dem aktuellen Druck begrenzen. Es kann beispielsweise eine Druckbegrenzung für das elektrohydraulische System durch eine Drehmomentbegrenzung bzw. Motorstrombegrenzung über das Ansteuersignal für den Elektromotor realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann durch eine über das Ansteuersignal bzw. das Vorgabedrehmoment bewirkte Begrenzung des Motorstroms für den Elektromotor auf ein Druckbegrenzungsventil in dem elektrohydraulischen System verzichtet werden. Dies ermöglicht eine Kostenreduktion sowie eine Vereinfachung des elektrohydraulischen Systems. Die Einsparung des Druckbegrenzungsventils bietet eine Vereinfachung des hydraulischen Kreislaufs sowie eine Kostenreduktion. Der Ersatz des Druckbegrenzungsventils durch eine drehmomentgesteuerte Motorstrombegrenzung reduziert Kosten und Komplexität, Da ein zusätzlicher Aufwand für ein Druckbegrenzungsventil entfällt.
  • Es kann im Schritt des Auswählens der Wert des Vorgabedrehmoments in Abhängigkeit von einem vorgegebenen maximalen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems und dem aktuellen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ausgewählt werden. Bei dem vorgegebenen maximalen Druck kann es sich beispielsweise um einen Druckbegrenzungsansprechdruck, einen kritischen Druck, einen maximal zulässigen Druck, einen Sicherheitsdruck oder dergleichen in dem Hydraulikkreis handeln. Der vorgegebene maximale Druck in dem Hydraulikkreis kann hierbei als ein Grenzwert für den Schritt des Auswählens dienen. Der Schritt des Auswählens kann dabei basierend auf einer Kombination des vorgegebenen maximalen Drucks und des aktuellen Drucks in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ausgeführt werden. Dabei kann im Schritt des Auswählens ein Wert des Vorgabedrehmoments abhängig von einem Verhältnis des aktuellen Drucks zu dem vorgegebenen maximalen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ausgewählt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine verbesserte Druckbegrenzungsfunktion für das elektrohydraulische System durch das Verfahren realisiert werden kann. Somit kann eine Beschädigung durch einen überhöhten Druck an dem elektrohydraulischen System zuverlässiger vermieden werden.
  • Auch kann im Schritt des Auswählens ein erster Wert des Vorgabedrehmoments ausgewählt werden, wenn der aktuelle Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems kleiner als ein vorgegebener maximaler Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ist. Es kann ein zweiter Wert des Vorgabedrehmoments ausgewählt werden, wenn der aktuelle Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems größer als der vorgegebene maximale Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ist. Der erste Wert des Vorgabedrehmoments kann größer als der zweite Wert des Vorgabedrehmoments sein. Der erste Wert des Vorgabedrehmoments kann ein Vorgabedrehmoment mit größerem Betrag repräsentieren als der erste Wert des Vorgabedrehmoments. Der erste Wert des Vorgabedrehmoments kann einem Wert eines maximal verfügbaren Motordrehmoments des Elektromotors entsprechen. Der zweite Wert des Vorgabedrehmoments kann einem Wert eines maximalen Druckbegrenzungsdrehmoments entsprechen. Das maximale Druckbegrenzungsdrehmoment dient dazu, zu bewirken, dass der aktuelle Druck unter den vorgegebenen maximalen Druck sinkt. Wenn der aktuelle Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems größer als der vorgegebene maximale Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems ist, so kann im Schritt des Auswählens abhängig von der spezifischen Anwendung der erste Wert des Vorgabedrehmoments oder der zweite Wert des Vorgabedrehmoments ausgewählt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach aktuell herrschenden Druckverhältnissen in dem elektrohydraulischen System ein geeigneter Wert des Vorgabedrehmoments ausgewählt wird, um zur Druckbegrenzung in dem elektrohydraulischen System das Ansteuersignal für den Elektromotor druckabhängig bestimmen zu können.
  • Hierbei kann ein Schritt des Ermittelns des zweiten Werts des Vorgabedrehmoments aus dem vorgegebenen maximalen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems und aus einem aktuellen Pumpenhub einer von dem Elektromotor angetriebenen Pumpe des elektrohydraulischen Systems vorgesehen sein. Somit wird der zweite Wert des Vorgabedrehmoments, der dem Wert des maximalen Druckbegrenzungsdrehmoments entspricht, und damit das maximale Druckbegrenzungsdrehmoment, basierend auf aktuellen Pumpendaten des elektrohydraulischen Systems ermittelt. Der Schritt des Ermittelns kann hierbei in Echtzeit durchgeführt werden. Daher kann der zweite Wert des Vorgabedrehmoments, der ausgewählt wird, wenn der aktuelle Druck größer als der vorgegebene maximale Druck in dem Hydraulikkreis ist, den vorgegebenen maximalen Druck in dem Hydraulikkreis berücksichtigen und zudem an den aktuellen Pumpenzustand angepasst werden. Dies erhöht eine Genauigkeit der Steuerung des Drehmoments des Elektromotors.
  • Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Vergleichens des vorgegebenen maximalen Drucks in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems und des aktuellen Drucks in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems aufweisen, um einen Vergleichswert zu erzeugen. Der Schritt des Vergleiches kann mittels eines Komparators ausgeführt werden. Im Schritt des Vergleiches kann eine Differenz zwischen dem vorgegebenen maximalen Druck und dem aktuellen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems gebildet werden. Der Vergleichswert kann diese Differenz repräsentieren. Der Vergleichswert kann hierbei einen positiven Betrag oder einen negativen Betrag aufweisen oder kann null sein. Beispielsweise kann der Vergleichswert positiv sein, wenn der aktuelle Druck geringer als der vorgegebene maximale Druck ist. Ein solcher Vergleich der Drücke bietet den Vorteil, dass eine genaue Überprüfung dessen möglich ist, ob der vorgegebene maximale Druck vor dem aktuellen Druck überschritten wird oder nicht. Dies verbessert die Vermeidung von den vorgegebenen maximalen Druck übersteigendem Druck in dem elektrohydraulischen System bzw. in an dasselbe angeschlossenen Komponenten.
  • Dabei kann das Verfahren auch einen Schritt des Durchführens einer Schwellwertentscheidung basierend auf dem Vergleichswert aufweisen, um einen Auswahlwert zur Verwendung im Schritt des Auswählens zu erzeugen. Der Schritt des Durchführens kann mittels eines Schwellwertentscheiders ausgeführt werden. Wenn der Vergleichswert unter einem Schwellenwert liegt, kann der Auswahlwert einen ersten logischen Pegel aufweisen. Wenn der Vergleichswert über einem Schwellenwert liegt, kann der Auswahlwert einen zweiten logischen Pegel aufweisen. Der Schwellenwert kann beispielsweise einem Vergleichswert von null entsprechen. Abhängig von dem logischen Pegel des Auswahlwerts kann im Schritt des Auswählens der erste Wert oder der zweite Wert des Vorgabedrehmoments ausgewählt werden. Beispielsweise kann der Auswahlwert einen zweiten logischen Pegel, der einem hohen logischen Pegel entsprechen kann, in dem Fall aufweisen, in dem der Vergleichswert größer Null ist, d. h. der aktuelle Druck geringer als der vorgegebene maximale Druck des Hydraulikkreises ist. Dann kann beispielsweise der erste Wert des Vorgabedrehmoments im Schritt des Auswählens ausgewählt werden. Eine solche Schwellwertentscheidung bietet den Vorteil, dass eine unkomplizierte und zuverlässige Feststellung getroffen werden kann, ob der aktuelle Druck den vorgegebenen maximalen Druck überschreitet oder nicht. Dies erhöht die Sicherheit in dem elektrohydraulischen System weiter.
  • Insbesondere kann der Schritt des Bestimmens mittels eines Reglers ausgeführt werden, bei dem eine Begrenzung einer Regelkurve auf den ausgewählten Wert des Vorgabedrehmoments als Maximalwert erfolgt. Im Schritt des Bestimmens kann das Solldrehmoment mit dem Vorgabedrehmoment kombiniert werden. Wenn das Solldrehmoment einen größeren Wert als das Vorgabedrehmoment aufweist, wird im Schritt des Bestimmens das Ansteuersignal lediglich das Vorgabedrehmoment berücksichtigt. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Ansteuersignal hierbei zuverlässig und sicher auf der Basis eines keinen überhöhten Druck in dem elektrohydraulischen System hervorrufenden Drehmoments bestimmt wird.
  • Auch kann der Schritt des Auswählens mittels eines zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbaren Schalters ausgeführt werden. Der Schalter kann beispielsweise mittels des Auswahlwerts aus dem Schritt des Durchführens einer Schwellwertentscheidung geschaltet werden. Der Schalter kann eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung aufweisen. Die erste Schaltstellung des Schalters kann beispielsweise dem ersten Wert des Vorgabedrehmoments entsprechen. Die zweite Schaltstellung des Schalters kann beispielsweise dem zweiten Wert des Vorgabedrehmoments entsprechen. Durch Anlegen des zweiten logischen Pegels des Auswahlsignals aus dem Schritt des Durchführens einer Schwellwertentscheidung kann der Schalter beispielsweise in die erste Schaltstellung versetzt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige und sichere Auswahl eines geeigneten Werts des Vorgabedrehmoments möglich ist.
  • Zudem kann ein Schritt des Berechnens des Solldrehmoments basierend auf einem Solldruck sowie dem aktuellen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems und einer Solldrehzahl sowie einer aktuellen Drehzahl des Elektromotors vorgesehen sein. Es kann auch ein Schritt des Umwandelns des Ansteuersignals in einen Motorstrom zum Antreiben des Elektromotors vorgesehen sein. Somit kann das Solldrehmoment aktuelle Verhältnisse in dem elektrohydraulischen System repräsentieren, was eine genauere Steuerung des Drehmoments des Elektromotors ermöglicht.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein elektrohydraulisches System;
  • 2 einen Umrichter für das elektrohydraulische System aus 1;
  • 3 ein elektrohydraulisches System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für das elektrohydraulisches System aus 3; und
  • 5 ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.
  • 1 zeigt ein elektrohydraulisches System 100 in einer schematischen Darstellung. Das elektrohydraulische System 100 weist einen Umrichter 110, einen Elektromotor 120, eine Pumpe 130, einen Druckabgriff 140, ein Druckbegrenzungsventil 150 und einen Druck-/Spannungswandler U/p auf. Ferner gezeigt sind ein Ist-Druck pi, ein Soll-Druck ps, eine Ist-Drehzahl ni, eine Soll-Drehzahl ns, ein Motorstrom, eine Motorspannung oder eine Motorleistung U, V bzw. W, ein Druckverlauf p(t) und ein Massenstromverlauf Q(t).
  • Das elektrohydraulische System 100 weist eine Fluidleitung auf, in der ein Hydraulikfluid durch die Pumpe 130 umwälzbar ist. Auch wenn es in 1 nicht explizit dargestellt ist, kann das elektrohydraulische System 100 auch mehr als eine Fluidleitung aufweisen. Die somit zumindest eine Fluidleitung des elektrohydraulischen Systems 100 bildet einen Hydraulikkreis bzw. Hydraulikkreislauf des elektrohydraulischen Systems 100. Wenn das Hydraulikfluid in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100 umgewälzt wird, ergibt sich der Druckverlauf p(t) und Massenstromverlauf Q(t) des Hydraulikfluids dem Hydraulikkreis. In dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100 sind auch der Druckabgriff 140 und das Druckbegrenzungsventil 150 angeordnet. Das Druckbegrenzungsventil 150 ist ausgebildet, um sich bei einem festgelegten Auslösedruck zu öffnen, um den Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100 zu reduzieren.
  • Der Umrichter 110 ist über eine Signalleitung mit dem Druck-/Spannungswandler U/p verbunden. Der Spannungs-/Druckwandler U/p ist mit dem Druckabgriff 140 des Hydraulikkreises des elektrohydraulischen Systems 100 verbunden. Der Spannungs-/Druckwandler U/p ist ausgebildet, um einen an dem Druckabgriff 140 abgegriffenen Druck in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100 in eine Spannung umzuwandeln. Die Spannung repräsentiert hierbei den Ist-Druck pi in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100. Der Umrichter 110 ist ausgebildet, um den Ist-Druck pi in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 100 über die Signalleitung zu empfangen. Der Umrichter 110 empfängt ferner den Soll-Druck ps des Hydraulikkreises und die Ist-Drehzahl ni sowie die Soll-Drehzahl ns des Elektromotors 120. Der Soll-Druck ps des Hydraulikkreises, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns können von geeigneten Einrichtungen (nicht gezeigt) erfasst und zusätzlich oder alternativ bereitgestellt werden. Der Umrichter 110 ist ausgebildet, um den Ist-Druck pi, denen Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns zu verarbeiten, um den Motorstrom, die Motorspannung oder die Motorleistung U, V bzw. W zum Antreiben des Elektromotors 120 zu erzeugen. Der Elektromotor 120 ist auf geeignete Weise mit der Pumpe 130 verbunden, wie es einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Der Elektromotor 120 ist ausgebildet, um die Pumpe 130 anzutreiben.
  • 2 zeigt den Umrichter 110 aus 1 in einer detaillierteren schematischen Darstellung. Der Umrichter 110 weist einen Druck-/Drehzahlregler 211, einen Drehmomentregler 212 und einen Drehmoment-/Stromregler 213 auf. Ferner gezeigt sind ein Solldrehmoment Ms, ein Ansteuersignal MB, ein maximales Motordrehmoment MMAX_MOTOR, der Ist-Druck pi, der Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni, die Soll-Drehzahl ns und der Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W. Der Druck-/Drehzahlregler 211 und der Drehmomentregler 212 sind miteinander verbunden. Der Drehmomentregler 212 und der Drehmoment-/Stromregler 213 sind miteinander verbunden. Der Drehmomentregler 212 ist somit mit dem Druck-/Drehzahlregler 211 und mit dem Drehmoment-/Stromregler 213 verbunden bzw. zwischen dieselben geschaltet.
  • Der Druck-/Drehzahlregler 211 empfängt den Ist-Druck pi, den Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns. Der Druck-/Drehzahlregler 211 ist ausgebildet, um den Ist-Druck pi, den Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns zu verarbeiten, um das Solldrehmoment Ms zu erzeugen. Der Druck-/Drehzahlregler 211 gibt das Solldrehmoment Ms an den Drehmomentregler 212 aus.
  • Der Drehmomentregler 212 empfängt das Solldrehmoment Ms von dem Druck-/Drehzahlregler 211 und das maximale Motordrehmoment MMAX_MOTOR. Das maximale Motordrehmoment MMAX_MOTOR kann auf geeignete Weise ermittelt oder vorgegeben sein. Der Drehmomentregler 212 ist ausgebildet, um das Solldrehmoment Ms und das maximale Motordrehmoment MMAX_MOTOR zu verarbeiten, um das Ansteuersignal MB zu erzeugen. Der Drehmomentregler 212 gibt das Ansteuersignal MB an den Drehmoment-/Stromregler 213 aus.
  • Der Drehmoment-/Stromregler 213 empfängt das Ansteuersignal MB von dem Drehmomentregler 212. Der Drehmoment-/Stromregler 213 ist ausgebildet, um aus dem Ansteuersignal MB den Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W zu erzeugen. Mittels des Motorstroms der Motorspannung bzw. der Motorleistung U, V bzw. W kann der Elektromotor des elektrohydraulischen Systems aus 1 angetrieben werden.
  • 3 zeigt ein elektrohydraulisches System 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung. Das elektrohydraulische System 300 weist eine Ähnlichkeit mit dem elektrohydraulischen System aus 1 auf. Daher werden hinsichtlich des elektrohydraulischen Systems 300 in 3 überwiegend lediglich Abweichungen bezüglich des elektrohydraulischen Systems aus 1 ausführlicher beschrieben. Das elektrohydraulische System 300 weist eine Steuervorrichtung 310, einen Elektromotor 320, eine Pumpe 330, einen Druckabgriff 340, und einen Spannungs-/Druckwandler U/p auf. Ferner gezeigt sind ein Ist-Druck pi, ein Soll-Druck ps, eine Ist-Drehzahl ni, eine Soll-Drehzahl ns, ein vorgegebener maximaler Druck pmax_DB, ein Motorstrom U, V, W, ein Druckverlauf p(t) und ein Massenstromverlauf Q(t). Bei dem Druck-/Spannungswandler U/p kann es sich um einen Druckmesser bzw. ein Druckmesselement oder Druckmessgerät handeln. Bei dem Elektromotor 320 kann es sich um einen regelbaren, drehzahlvariablen Elektromotor handeln, beispielsweise um einen Synchronmotor. Bei der Pumpe 330 kann es sich um eine regelbare Pumpe handeln.
  • Ein grundsätzlicher Aufbau des elektrohydraulischen Systems 300 in 3 entspricht diesem des elektrohydraulischen Systems aus 1 mit der Ausnahme, dass in 3 kein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist und die Steuervorrichtung 310 zusätzlich den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB empfängt. Bei dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB kann es sich um einen Druck handeln, der in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems 300 aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden soll. Die vorgegebene maximale Druck pmax_DB kann durch eine geeignete Einrichtung ermittelt und zusätzlich oder alternativ der Steuervorrichtung 310 bereitgestellt werden. Bei der Steuervorrichtung 310 kann es sich um ein Steuergerät, einen Umrichter oder dergleichen handeln. Die Steuervorrichtung 310 ist ausgebildet, um den Ist-Druck pi, den Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni, die Soll-Drehzahl ns und den vorgegebene maximale Druck pmax_DB zu verarbeiten, um den Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W zu erzeugen. Die Steuervorrichtung 310 kann ausgebildet sein, um zusätzliche Daten bezüglich des elektrohydraulischen Systems 300 zu empfangen, zu verarbeiten und auch basierend auf den zusätzlichen Daten den Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W zu erzeugen.
  • 4 zeigt die Steuervorrichtung 310 aus 3, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in einer detaillierteren schematischen Darstellung. Die Steuervorrichtung 110 weist einen Druck-/Drehzahlregler 411, einen Drehmomentregler 412, einen Drehmoment-/Stromregler 413, einen Komparator 414, einen Schwellwertentscheider 415, einen Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 und einen Schalter 417 auf. Ferner gezeigt sind ein Solldrehmoment Ms, ein Ansteuersignal Ms, ein maximales Motordrehmoment Mmax_Motor, ein Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB, ein Vorgabedrehmoment MMAX, der Ist-Druck pi, der Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni, die Soll-Drehzahl ns, der vorgegebene maximale Druck pmax_DB und der Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W.
  • Der Druck-/Drehzahlregler 411, der Drehmomentregler 412 und der Drehmoment-/Stromregler 413 können hierbei dem Druck-/Drehzahlregler, dem Drehmomentregler und dem Drehmoment-/Stromregler aus 2 teilweise oder vollständig entsprechen. Der Druck-/Drehzahlregler 411 und der Drehmomentregler 412 sind miteinander verbunden. Der Drehmomentregler 412 und der Drehmoment-/Stromregler 413 sind miteinander verbunden. Der Drehmomentregler 412 ist somit mit dem Druck-/Drehzahlregler 411 und mit dem Drehmoment-/Stromregler 413 verbunden. Der Drehmomentregler 412 ist ferner mit dem Schalter 417 verbunden. Der Schalter 417 ist mit dem Drehmomentregler 412 und mit dem Schwellwertentscheider 415 sowie dem Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 verbunden. Der Schwellwertentscheider 415 ist mit dem Schalter 417 und dem Komparator 414 verbunden bzw. zwischen dieselben geschaltet.
  • Der Druck-/Drehzahlregler 411 empfängt den aktuellen Druck bzw. Ist-Druck pi, den Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns. Der Druck-/Drehzahlregler 411 ist ausgebildet, um den Ist-Druck pi, den Soll-Druck ps, die Ist-Drehzahl ni und die Soll-Drehzahl ns zu verarbeiten, um das Solldrehmoment Ms zu erzeugen. Der Druck-/Drehzahlregler 411 gibt das Solldrehmoment Ms an den Drehmomentregler 412 aus.
  • Der Komparator 414 empfängt den aktuellen Druck bzw. Ist-Druck pi und den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB. Der Komparator 414 ist ausgebildet, um den aktuellen Druck bzw. Ist-Druck pi und den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB zu vergleichen. Genauer gesagt ist der Komparator 414 ausgebildet, um eine Differenz zwischen dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB und dem aktuellen Druck bzw. Ist-Druck pi zu bilden. Insbesondere kann der aktuelle Druck bzw. Ist-Druck pi von dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB subtrahiert werden. Der Komparator 414 gibt einen Vergleichswert an den Schwellwertentscheider 415 aus. Der Vergleichswert kann das Ergebnis des Vergleichs bzw. die Differenz zwischen dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB und dem aktuellen Druck bzw. Ist-Druck pi repräsentieren.
  • Der Schwellwertentscheider 415 empfängt den Vergleichswert von dem Komparator 414. Der Schwellwertentscheider 415 ist ausgebildet, um zu überprüfen, ob der Vergleichswert größer, kleiner oder gleich einem Schwellwert ist. Der Schwellwert kann in dem Schwellwertentscheider 415 fest oder veränderlich hinterlegt sein. Der Schwellwertentscheider 415 gibt ein Auswahlsignal an den Schalter 417 aus. Abhängig von der Schwellwertüberprüfung bzw. Schwellwertentscheidung weist das Auswahlsignal einen hohen oder einen niedrigen logischen Pegel auf.
  • Der Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 empfängt den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB. Der Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 kann zusätzlich auch weitere Daten bezüglich des elektrohydraulischen Systems aus 3 empfangen, auch wenn es in 4 nicht dargestellt ist. Der Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 kann beispielsweise den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB und einen aktuellen Pumpenhub der Pumpe des elektrohydraulischen Systems aus 3 empfangen. Der Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 ist ausgebildet, um den vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB und die weiteren Daten bezüglich des elektrohydraulischen Systems zu verarbeiten, um das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB zu ermitteln bzw. zu berechnen. Das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB kann hierbei somit auf aktuellen Daten basieren. Der Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 gibt das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB an den Schalter 417 aus.
  • Der Schalter 417 empfängt das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB von dem Druckbegrenzungsdrehmomentermittler 416 und das maximale Motordrehmoment Mmax_Motor. Hierbei kann das maximale Motordrehmoment Mmax_Motor dem Schalter 417 durch eine geeignete Einrichtung bereitgestellt werden. Der Schalter 417 empfängt ferner den Auswahlwert von dem Schwellwertentscheider 415. Der Schalter 417 kann zwei Schaltstellungen aufweisen. Der Empfang des Auswahlwerts von dem Schwellwertentscheider 415 bewirkt, dass der Schalter 417 in eine erste Schaltstellung oder eine zweite Schaltstellung versetzt wird. Abhängig von dem logischen Pegel des Auswahlwerts wird der Schalter 417 in die erste oder die zweite Schaltstellung versetzt. Die erste Schaltstellung kann beispielsweise eine Auswahl des Druckbegrenzungsdrehmoments Mmax_DB repräsentieren. Die zweite Schaltstellung kann beispielsweise eine Auswahl des maximalen Motordrehmoments MMAX_MOTOR repräsentieren. Der Schalter 417 ist ausgebildet, um abhängig von der Schaltstellung, und somit abhängig von dem logischen Pegel des Auswahlwerts, entweder das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB oder das maximale Motordrehmoment Mmax_Motor als das Vorgabedrehmoment MMAX an den Drehmomentregler 412 auszugeben.
  • Der Drehmomentregler 412 empfängt das Solldrehmoment MS von dem Druck-/Drehzahlregler 411 und das Vorgabedrehmoment MMAX von dem Schalter 417. Der Drehmomentregler 412 ist ausgebildet, um das Solldrehmoment Ms und das Vorgabedrehmoment MMAX zu verarbeiten, um das Ansteuersignal MB zu bestimmen bzw. zu erzeugen. Dabei repräsentiert das Vorgabedrehmoment MMAX eine druckabhängige Obergrenze für das Solldrehmoment Ms. Der Drehmomentregler 412 gibt das Ansteuersignal MB an den Drehmoment-/Stromregler 413 aus.
  • Der Drehmoment-/Stromregler 413 empfängt das Ansteuersignal MB von dem Drehmomentregler 412. Der Drehmoment-/Stromregler 413 ist ausgebildet, um aus dem Ansteuersignal MB den Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W zu erzeugen. Bei dem Motorstrom, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W kann es sich um einen Dreiphasenwechselstrom handeln. Mittels des Motorstroms, die Motorspannung bzw. die Motorleistung U, V bzw. W kann der Elektromotor des elektrohydraulischen Systems aus 3 angetrieben werden.
  • Wenn der aktuelle Druck pi geringer als der vorgegebene maximale Druck pmax_DB ist, liefert eine Subtraktion des aktuellen Drucks pi von dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB in dem Komparator 414 ein Vergleichssignal, das eine positive Differenz der beiden Drücke repräsentiert. Das Vergleichssignal, das eine positive Differenz repräsentiert, wird in dem Schwellwertentscheider 415 beispielsweise als über einem Schwellenwert erkannt. Dabei kann der Schwellenwert beispielsweise Null betragen. Somit kann der Schwellenwertentscheider 415 beispielsweise ein Auswahlsignal mit einem hohen logischen Pegel an den Schalter 417 ausgeben. Der Schalter 417 kann basierend auf dem Auswahlsignal mit dem hohen logischen Pegel in eine Schaltstellung versetzt werden, in der das maximal verfügbare Motordrehmoment Mmax_Motor ausgewählt wird. Der Schalter 417 gibt somit das maximal verfügbare Motordrehmoment Mmax_Motor als das Vorgabedrehmoment MMAX aus. Daher kann das Ansteuersignal MB maximal dem maximal verfügbaren Motordrehmoment Mmax_Motor entsprechen.
  • Wenn der aktuelle Druck pi größer als der vorgegebene maximale Druck pmax_DB ist, liefert eine Subtraktion des aktuellen Drucks pi von dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB in dem Komparator 414 ein Vergleichssignal, das eine negative Differenz der beiden Drücke repräsentiert. Das Vergleichssignal, das eine negative Differenz repräsentiert, wird in dem Schwellwertentscheider 415 beispielsweise als unter einem Schwellenwert erkannt. Dabei kann der Schwellenwert beispielsweise Null betragen. Somit kann der Schwellenwertentscheider 415 beispielsweise ein Auswahlsignal mit einem niedrigen logischen Pegel an den Schalter 417 ausgeben. Der Schalter 417 kann basierend auf dem Auswahlsignal mit dem niedrigen logischen Pegel in eine Schaltstellung versetzt werden, in der das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB ausgewählt wird. Der Schalter 417 gibt somit das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB als das Vorgabedrehmoment MMAX aus.
  • Daher kann das Ansteuersignal MB maximal dem Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB entsprechen.
  • Wenn der aktuelle Druck pi gleich dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB ist, liefert eine Subtraktion des aktuellen Drucks pi von dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB in dem Komparator 414 ein Vergleichssignal, das eine Differenz der beiden Drücke von Null repräsentiert. Das Vergleichssignal, das eine Differenz von Null repräsentiert, wird in dem Schwellwertentscheider 415 beispielsweise als gleich einem Schwellenwert erkannt, wenn der Schwellenwert beispielsweise Null beträgt. in diesem Fall kann der Schwellenwertentscheider 415 abhängig von Sicherheitsvorgaben bei einer konkreten Anwendung in der Praxis beispielsweise ausgelegt sein, um ein Auswahlsignal mit einem niedrigen logischen Pegel oder ein Auswahlsignal mit einem hohen logischen Pegel an den Schalter 417 auszugeben.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems. Bei dem elektrohydraulischen System kann es sich um das elektrohydraulische System aus 3 handeln. Bei dem Elektromotor kann es sich um den Elektromotor aus 3 handeln. Das Verfahren 500 weist einen Schritt des Auswählens 510 eines Werts eines Vorgabedrehmoments in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems auf. Das Verfahren 500 weist auch einen Schritt des Bestimmens 520 eines Ansteuersignals für den Elektromotor basierend auf einem Solldrehmoment und dem Vorgabedrehmoment auf. Das Verfahren 500 kann in Verbindung mit einem elektrohydraulischen System wie diesem aus 3 und einer Steuervorrichtung wie dieser aus 4 ausgeführt werden. Dabei werden die Schritte des Verfahrens 500 durch verschiedene Einrichtungen der Steuervorrichtung aus 4 durchgeführt. Das Verfahren 500 kann weitere Schritte aufweisen, und zusätzlich oder alternativ können die Schritte 510 und 520 weitere Teilschritte aufweisen. Insbesondere kann der Schritt des Auswählens 510 durch den Komparator, den Schwellwertentscheider, den Druckbegrenzungsdrehmomentermittler und den Schalter aus 4 ausgeführt werden. Der Schritt des Bestimmens 520 kann beispielsweise durch den Drehmomentregler durchgeführt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 werden im Folgenden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zusammenfassend erläutert. Verschiedene Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind unter anderem auf hydraulische Anlagen bzw. elektrohydraulische Systeme anwendbar, die durch beispielsweise einen Synchronmotor p/Q(n)-geregelte Konstantpumpen als Zentralantrieb nutzen und bei denen bisher ein Druckbegrenzungsventil zum Komponentenschutz, jedoch ohne Sicherheitsfunktion eingebaut ist.
  • Gemäß verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist es möglich, bei drehzahlvariablen Pumpenantrieben mit Konstantpumpen das Druckbegrenzungsventil durch eine Softwarefunktion in einem Steuerteil der Steuervorrichtung 310 bzw. des Frequenzumrichters zu ersetzen. Frequenzumrichter haben gewöhnlich eine Funktion zur Begrenzung auf das Maximalmoment des Motors. Diese Momentenbegrenzung wird gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zur Druckbegrenzungsfunktion genutzt. Das Moment am Motor hat bei drehzahlvariablen Pumpenantrieben einen statischen Anteil (durch den Druck hervorgerufen), sowie einen dynamischen Anteil (durch Beschleunigung hervorgerufen). Es gilt somit: M_Motor = M_stat + M_dyn. Der statische Anteil des Motormoments kann wie folgt berechnet werden: M_stat = V_G_Pumpe·p/(2·p·n_mech_hyd). Das Maximalmoment Mmax_DB für die Druckbegrenzungsfunktion wird nach dieser Formel aus dem Ansprechdruck eines Druckbegrenzungsventils bzw. dem vorgegebenen maximalen Druck pmax_DB berechnet. Es ergibt sich auch eine Verallgemeinerung für variable Pumpen. V_G_Pumpe kann aus der aktuellen Messung des Pumpenhubes, z. B. des Schwenkwinkels, in Echtzeit berechnet und zur Echtzeitberechnung des Druckbegrenzungsdrehmoments Mmax_DB herangezogen werden. Der dynamische Anteil des Motormoments ergibt sich wie folgt: M_dyn = J·a. Bei niedrigen Drücken wird M_dyn während der Beschleunigung Maximalwerte annehmen (Mmax_Motor), um kürzeste Reaktionszeiten zu gewährleisten. Der Druck soll nur begrenzt werden, wenn der aktuelle Druck bzw. Istdruck pi in dem elektrohydraulischen System 300 den maximalen vorgegebenen Druck pmax_DB erreicht hat (pi > pmax_DB), ohne dass die Beschleunigungsfähigkeit beeinträchtigt wird. Deshalb wird das Druckbegrenzungsdrehmoment Mmax_DB nur aktiviert, wenn pi > pmax_DB ist, sonst wird auf das maximale Motordrehmoment Mmax_Motor begrenzt.
  • Gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann eine Druckbegrenzungsschaltung für eine elektrohydraulisches System bzw. eine elektrohydraulische Steuerung mit drehzahlvariablem Elektromotor geschaffen werden. Bei einer elektrohydraulischen Steuerung mit einem drehzahlvariabel ansteuerbaren Elektromotor wird ein Systemdruck elektronisch erfasst. Überschreitet der Systemdruck einen vorgeschriebenen Maximaldruck, so wird einem Drehmomentbegrenzer des Elektromotors bzw. einem Steuergerät desselben eine Drehmomentgrenze vorgegeben, die dem vorgegebenen Maximaldruck entspricht. Somit ist gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Begrenzung des Motormoments bzw. des Motorstroms aufgrund einer Druckbegrenzung beschrieben.
  • Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    elektrohydraulisches System
    110
    Umrichter
    120
    Elektromotor
    130
    Pumpe
    140
    Druckabgriff
    150
    Druckbegrenzungsventil
    U/p
    Druck-/Spannungswandler
    pi
    Ist-Druck
    ps
    Soll-Druck
    ni
    Ist-Drehzahl
    ns
    Soll-Drehzahl
    U, V, W
    Motorstrom, Motorspannung bzw. Motorleistung
    p(t)
    Druckverlauf
    Q(t)
    Massenstromverlauf
    211
    Druck-/Drehzahlregler
    212
    Drehmomentregler
    213
    Drehmoment-/Stromregler
    Ms
    Solldrehmoment
    MB
    Ansteuersignal
    MMAX_MOTOR
    maximales Motordrehmoment
    300
    elektrohydraulisches System
    310
    Steuervorrichtung
    320
    Elektromotor
    330
    Pumpe
    340
    Druckabgriff
    pmax_DB
    vorgegebener maximaler Druck
    411
    Druck-/Drehzahlregler
    412
    Drehmomentregler
    413
    Drehmoment-/Stromregler
    414
    Komparator
    415
    Schwellwertentscheider
    416
    Druckbegrenzungsdrehmomentermittler
    417
    Schalter
    Mmax_DB
    Druckbegrenzungsdrehmoment
    MMAX
    Vorgabedrehmoment
    500
    Verfahren
    510
    Schritt des Auswählens
    520
    Schritt des Bestimmens

Claims (10)

  1. Verfahren (500) zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors (320) eines elektrohydraulischen Systems (300), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Auswählen (510) eines Werts eines Vorgabedrehmoments (MMAX) in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck (pi) in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300); und Bestimmen (520) eines Ansteuersignals (MB) zur Steuerung des Drehmoments des Elektromotors (320) basierend auf einem Solldrehmoment (Ms) und dem Vorgabedrehmoment (MMAX).
  2. Verfahren (500) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Auswählens (510) der Wert des Vorgabedrehmoments (MMAX) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen maximalen Druck (Pmax_DB) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulisches Systems (300) und dem aktuellen Druck (pi) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) ausgewählt wird.
  3. Verfahren (500) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Auswählens (510) ein erster Wert des Vorgabedrehmoments (MMAX) ausgewählt wird, wenn der aktuelle Druck (pi) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) kleiner als ein vorgegebener maximaler Druck (pmax_DB) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) ist, und ein zweiter Wert des Vorgabedrehmoments (MMAX) ausgewählt wird, wenn der aktuelle Druck (pi) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) größer als der vorgegebene maximale Druck (pmax_DB) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) ist.
  4. Verfahren (500) gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ermittelns des zweiten Werts des Vorgabedrehmoments (MMAX) aus dem vorgegebenen maximalen Druck (pmax_DB) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) und aus einem Pumpenhub einer von dem Elektromotor (320) angetriebenen Pumpe (330) des elektrohydraulischen Systems (300).
  5. Verfahren (500) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schritt des Vergleichens des vorgegebenen maximalen Drucks (pmax_DB) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) und des aktuellen Drucks (pi) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300), um einen Vergleichswert zu erzeugen.
  6. Verfahren (500) gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Schritt des Durchführens einer Schwellwertentscheidung basierend auf dem Vergleichswert, um einen Auswahlwert zur Verwendung im Schritt des Auswählens (510) zu erzeugen.
  7. Verfahren (500) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens (520) mittels eines Reglers (412) ausgeführt wird, bei dem eine Begrenzung einer Regelkurve auf den ausgewählten Wert des Vorgabedrehmoments (MMAX) als Maximalwert erfolgt.
  8. Verfahren (500) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Auswählens (510) mittels eines zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbaren Schalters (417) ausgeführt wird.
  9. Verfahren (500) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Berechnens des Solldrehmoments (Ms) basierend auf einem Solldruck (ps) sowie dem aktuellen Druck (pi) in dem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300) und/oder einer Solldrehzahl (ns) und/oder einer aktuellen Drehzahl (ni) des Elektromotors (320) und/oder einen Schritt des Umwandelns des Ansteuersignals (MB) in einen Motorstrom (U, V, W) zum Antreiben des Elektromotors (320).
  10. Vorrichtung (310) zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors (320) eines elektrohydraulischen Systems (300), wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung (414, 415, 416, 417) zum Auswählen eines Werts eines Vorgabedrehmoments (MMAX) in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck (pi) in einem Hydraulikkreis des elektrohydraulischen Systems (300); und eine Einrichtung (412) zum Bestimmen eines Ansteuersignals (MB) zur Steuerung des Drehmoments des Elektromotors (320) basierend auf einem Solldrehmoment (Ms) und dem Vorgabedrehmoment (MMAX).
DE102011104292A 2011-06-16 2011-06-16 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems Withdrawn DE102011104292A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011104292A DE102011104292A1 (de) 2011-06-16 2011-06-16 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems
US14/126,526 US9976549B2 (en) 2011-06-16 2012-05-11 Method and device for controlling a torque of an electric motor of an electro-hydraulic system
CN201280028905.9A CN103609016B (zh) 2011-06-16 2012-05-11 用于控制电液压系统的电动马达的扭矩的方法和设备
PCT/EP2012/002022 WO2012171603A2 (de) 2011-06-16 2012-05-11 Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines drehmoments eines elektromotors eines elektrohydraulischen systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011104292A DE102011104292A1 (de) 2011-06-16 2011-06-16 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011104292A1 true DE102011104292A1 (de) 2012-12-20

Family

ID=46085534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011104292A Withdrawn DE102011104292A1 (de) 2011-06-16 2011-06-16 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9976549B2 (de)
CN (1) CN103609016B (de)
DE (1) DE102011104292A1 (de)
WO (1) WO2012171603A2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3467307T (pt) * 2017-10-04 2021-06-04 Automation Press And Tooling A P & T Ab Controlo de pressão de sistema hidráulico com motor elétrico
EP3489530A1 (de) * 2017-11-28 2019-05-29 B&R Industrial Automation GmbH Hydrauliksystem mit servoantrieb und einem hydraulischen verbraucher und regelung für das hydrauliksystem
FR3093139B1 (fr) * 2019-02-21 2021-01-22 Renault Sas Procede de controle du demarrage d’une pompe a huile
CN110133317B (zh) * 2019-04-30 2021-04-13 扬力集团股份有限公司 一种滑块调节过扭矩检测方法
CN110147039B (zh) * 2019-05-17 2022-05-27 固高科技股份有限公司 液压伺服系统及其控制装置
FI129037B (en) 2020-03-24 2021-05-31 Lappeenrannan Lahden Teknillinen Yliopisto Lut Load sensing control system and method for controlling the hydraulic system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62119019A (ja) * 1985-11-20 1987-05-30 Fanuc Ltd 射出成形機
JP2505644B2 (ja) * 1990-11-20 1996-06-12 三菱電機株式会社 油圧エレベ―タ駆動制御装置
US5951258A (en) * 1997-07-09 1999-09-14 Caterpillar Inc. Torque limiting control system for a hydraulic work machine
US6536402B2 (en) * 2001-05-04 2003-03-25 Caterpillar Inc. Programmable torque limit
US8424302B2 (en) * 2005-10-28 2013-04-23 Komatsu Ltd. Control device of engine, control device of engine and hydraulic pump, and control device of engine, hydraulic pump, and generator motor

Also Published As

Publication number Publication date
CN103609016B (zh) 2016-11-16
CN103609016A (zh) 2014-02-26
WO2012171603A3 (de) 2013-08-29
US20140219822A1 (en) 2014-08-07
WO2012171603A2 (de) 2012-12-20
US9976549B2 (en) 2018-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19964424B3 (de) Vorrichtung zum Diagnostizieren von Störungen und Fehlerbedingungen in einer Kraftstoffanlage einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011104292A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments eines Elektromotors eines elektrohydraulischen Systems
DE102011011348A1 (de) Verfahren zur Ermittlung von Kavitation in hydrostatischen Vorrichtungen und Steuervorrichtung
DE102012108027A1 (de) Ölpumpenregelungssystem für ein Fahrzeug und Betriebsverfahren davon
DE102007022348A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Störungsüberwachung
EP2522978B1 (de) Prüfstand für dynamische Prüfaufgaben an Verbrennungskraftmaschinen, sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Prüfstandes
DE102014016421A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer fluidführenden Einrichtung sowie entsprechende fluidführende Einrichtung
DE102011085551A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromotors
EP3215744B1 (de) Verfahren zum erstellen eines kennlinienfelds einer fluidpumpe, verwendung eines limitierten ventils, verwendung eines stufenventils und steuergerät für ein fluidfördersystem
EP2354554B1 (de) Verfahren zum Ermitteln des funktionalen Zusammenhangs von Pumpen
WO2017084964A1 (de) Stromüberwachung an einem verbraucher
DE102012106589A1 (de) Antriebssteuereinrichtung und -verfahren für ein chirurgisches Motorensystem
DE102016201588A1 (de) Verfahren zur Einstellung eines hydrostatischen Fahrantriebs
DE102014211394A1 (de) Geschwindigkeitskontrolleinrichtung für einen hydrostatischen Antrieb
DE102014226259A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors
DE102014116098B4 (de) Öldruck-Steuervorrichtung
DE102015105220B3 (de) Verfahren zum Durchführen einer Klopfregelung
DE102012100928A1 (de) Motoransteuerungs-Regelvorrichtung, die die Leistungsabgabe eines Motors abhjängig von dem Lieferverhalten einer Wechselstromversorgung einstellt
DE102020207864A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebs
EP2053249A2 (de) Anordnung mit Vakuumpumpe und Verfahren
WO2015082189A1 (de) Verfahren und system zum ermitteln von zeitlich veränderlichen parametern eines hydrostatischen fahrantriebs
DE4303240C2 (de) Verfahren zur Druckregelung in hydrostatischen Antriebssystemen
DE102010028799B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Einspritzanlage
DE102007035097B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit
DE2643493A1 (de) Radschlupfregelvorrichtung fuer kraftfahrzeuge und dergleichen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee